Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Inżynieria układów koloidalnych
Koordynator przedmiotu:
dr hab. inż. Jakub Gac, profesor uczelni
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Inzynieria Chemiczna i Procesowa
Grupa przedmiotów:
obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1070-ICIPN-MSP-103
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2019/2020
Liczba punktów ECTS:
2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim wynikające z planu studiów 30 2. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach konsultacji, egzaminów, sprawdzianów etc. 6 3. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do zajęć oraz opracowania sprawozdań, projektów, prezentacji, raportów, prac domowych etc. 12 4. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do egzaminu, sprawdzianu, zaliczenia etc. 5 Sumaryczny nakład pracy studenta 53
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
-
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
-
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt15h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
1. Matematyka (równania różniczkowe), Kinetyka procesowa.
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
1. Uzyskanie ogólnej wiedzy na temat mechanizmów i modeli generacji sił powierzchniowych, problemów stabilizacji i destabilizacji koloidów oraz mechanizmów i modeli koagulacji. 2. Umiejętności łączenia procesów powierzchniowych z elementami mechaniki płynów, co pozwoli na włączaniu efektów hydrodynamicznych do problemów wytwarzania i przetwarzania emulsji i zawiesin z wykorzystaniem bilansu populacji. 3. Umiejętności modelowania oddziaływań ciecz-ciecz (od układów micelarnych po emulsje ciecz-ciecz), w tym koalescencji i rozpadu kropel.
Treści kształcenia:
Wykład 1. Wprowadzenie: podstawowe informacje o właściwościach koloidów (definicje, dlaczego ważna jest chemia powierzchni, problem stabilności termodynamicznej, stabilizacja kinetyczna, elektrostatyczna i steryczna). 2. Wytwarzania cząstek koloidalnych poprzez strącanie i rozdrabnianie (opis procesów, zarodkowanie, wzrost, elementy bilansu populacji, aspekty praktyczne). 3. Właściwości elektryczne i chemia powierzchni międzyfazowych (teoria Gouya-Chapmana, teoria DLVO, model Sterna, więcej o stabilizacji koloidów, kinetyka koagulacji i hetero-koagulacji, zastosowanie bilansu populacji, aspekty praktyczne). . 4. Układy amfifilowe (surfaktanty) i powierzchnie międzyfazowe ciecz-ciecz: molekuły amfifilowe, samoorganizacja, micele jonowe i niejonowe, specyficzne struktury (np. ciekłe kryształy) makro i mikroemulsje, wytwarzanie i stabilność, wykorzystanie bilansu populacji, aplikacje. 5. Polimery: oddziaływania polimer-surfaktant i polimer-powierzchnia. Ćwiczenia projektowe 1. Wytwarzanie cząstek koloidalnych dla wybranych zastosowań z udziałem równań bilansu populacji. 2. Warianty: wytwarzanie emulsji i surfaktantów do wybranych zastosowań , w tym o kontrolowanej reologii.
Metody oceny:
1. kolokwium 2. praca domowa 3. dyskusja 4. seminarium
Egzamin:
nie
Literatura:
1. M. Elimelech, J. Gregory, X. Jia, R. A. Williams, Particle deposition and aggregation. Measurements, Modeling and Simulations. Butterworth-Heinemann, 1995. 2. R. J. Stokes, D.F. Evans, Fundamentals of Interfacial Engineering, Wiley, New York, USA, 1997. 3. Handbook of Industrial Crystallization, Edited by Allan S.Myerson, Cambridge University Press , 2019.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
Wykład: Przedmiot jest realizowany w części w formie wykładu (15 godzin), na którym obecność nie jest obowiązkowa. Weryfikacja osiągnięcia efektów uczenia się jest dokonywana na podstawie wyniku końcowego sprawdzianu, którego termin oraz termin poprawkowy są wyznaczane w sesji letniej. Na sprawdzianie studenci mogą posiadać jedynie klasyczne kalkulatory oraz wydruki materiałów dostarczone przez prowadzącego. Ćwiczenia projektowe: Ćwiczenia projektowe polegają na wydaniu i sprawdzeniu 2 projektów oraz zweryfikowaniu efektów uczenia się poprzez przeprowadzenie sprawdzianu po każdym projekcie. Obecność na sprawdzianach jest obowiązkowa. Na każdym sprawdzianie należy rozwiązać 2 zadania. Każdy projekt oceniany jest od 0 do 10 punktów, w tym wykonanie projektu od zera do 4 punktów, a sprawdzian od zera do 6 punktów. W przypadku niezaliczenia ćwiczeń projektowych w terminie normalnym przewidziane jest pisemne zaliczanie poprawkowe (4 zadania) na ostatnich zajęciach w semestrze. Na sprawdzianach studenci mogą posiadać jedynie klasyczne kalkulatory oraz wydruki materiałów dostarczone przez prowadzącego. Oceny projektu (możliwe 20 punktów, zaliczenie daje co najmniej 11) i sprawdzianu części wykładowej (10 punktów, zaliczenie daje co najmniej 6 punktów) składają się na ocenę końcową według następującej skali: (17,0 – 18,0) 3,0 (19,0 – 21,0) 3,5 (22,0 - 24,0) 4,0 (25,0 – 27,0) 4,5 (28,0 – 30,0) 5,0

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1
Ma wiedzę z inżynierii chemicznej przydatną do zrozumienia zjawisk i procesów dotyczących układów koloidalnych.
Weryfikacja: kolokwium, praca domowa, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_W01, K2_W02
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1
Potrafi modelować wytwarzanie zawiesin i emulsji koloidalnych o założonych właściwościach z wykorzystaniem bilansu populacji.
Weryfikacja: kolokwium, praca dyplomowa, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o
Charakterystyka U2
Posiada umiejętność korzystania ze źródeł literaturowych oraz zasobów internetowych opracowywanego tematu.
Weryfikacja: kolokwium, praca domowa, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_U01, K2_U03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o, I.P7S_UU
Charakterystyka U3
Ma przygotowanie niezbędne do pracy w środowisku przemysłowym i kierowania zespołami, potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne funkcje.
Weryfikacja: kolokwium, praca domowa, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_U08
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UO

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka KS1
Potrafi myśleć i działać samodzielnie.
Weryfikacja: kolokwium, praca domowa, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_K01, K2_K02, K2_K03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_K, I.P7S_KK, P6U_K, I.P6S_KR, I.P6S_KO